ES2874540T3 - Elemento de inyección de gas para unidad de craqueo catalítico fluido y sistema de distribución de gas equipado con este elemento de inyección - Google Patents

Abstract

Elemento (10) de inyección de gas para un sistema (1) de distribución de gas en el interior de un recinto de una unidad de craqueo catalítico fluido, comprendiendo dicho elemento de inyección un paso (14) que lo atraviesa de lado a lado y se extiende siguiendo una dirección (X) longitudinal, caracterizado porque comprende: - un elemento (20) interno metálico cuya superficie (22) interna define una parte del paso (14) que lo atraviesa siguiendo la dirección (X) longitudinal, - un manguito (30) hueco metálico, que recibe un extremo (20a) del elemento (20) interno y se fija al mismo, - un soporte (40) hueco metálico que presenta una superficie (42) interna que define el resto del paso que lo atraviesa siguiendo la dirección (X) longitudinal, estando además dicho manguito fijado a un extremo del soporte (40).

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de inyección de gas para unidad de craqueo catalítico fluido y sistema de distribución de gas equipado con este elemento de inyección

La invención se refiere a la inyección de gas, especialmente la inyección de aire, eventualmente enriquecida de O², o de vapor en una unidad de craqueo catalítico fluido o FCC (del inglés «Fluid Catalytic Cracking»). Por tanto, la invención se refiere a un elemento de inyección de gas y un sistema de distribución de gas equipado de uno o más elementos de inyección de gas.

En una unidad FCC, los sistemas de inyección de aire (rejilla de aire, anillo de aire, «pipe grid» -rejilla- del regenerador) o de inyección de vapor (especialmente para las operaciones de separación de aire) están generalmente equipados con boquillas de inyección que permiten controlar la repartición del caudal de gas y la velocidad de eyección. Las inyecciones de aire o de vapor se realizan generalmente con altas velocidades de eyección que generan recirculaciones muy rápidas de partículas en un entorno más o menos denso en catalizador (partículas finas muy ricas en alúmina abrasiva). Por tanto, se observa una erosión por lamido por el catalizador de las caras de estas boquillas de inyección expuestas directa e indirectamente al catalizador que circula en la unidad y, especialmente, por efecto Venturi en la salida de estas boquillas de inyección. Este mecanismo de erosión parece ser particularmente destructivo. Otro mecanismo de erosión es igualmente observado. En efecto, ocurre que el catalizador penetra en el interior de las boquillas, bien por un fenómeno denominado como «vena contracta», por aspiración del catalizador por efecto Venturi del chorro de fluido que sale de la boquilla, o bien, seguido a una oscilación del catalizador en el interior de la boquilla, por ejemplo, en el caso de un funcionamiento de bajo caudal. El catalizador introducido en la boquilla de inyección es expulsado por el chorro de fluido, provocando una erosión de la boquilla.

Con el fin de limitar estos fenómenos de erosión, se han considerado varias soluciones. Una solución consiste, por ejemplo, en realizar las boquillas completamente de cerámica. Sin embargo, tales boquillas son frágiles. Otra solución consiste en realizar una boquilla de metal recubierta con una capa de material duro, por ejemplo, de stellite®. Tales boquillas presentan una buena resistencia a la erosión, pero terminan por tener que ser reemplazadas. Otra solución consiste en realizar boquillas de varias piezas: una parte externa de fijación, generalmente de acero inoxidable, destinada a ser fijada al sistema de inyección de aire y que recibe una parte interna de material duro, por ejemplo, de stellite®. Sin embargo, tales boquillas deben ser completamente reemplazadas en caso de deterioro.

Por tanto, el mantenimiento de estos sistemas de distribución a menudo requiere el remplazo periódico de un importante número de boquillas en cada parada. Además, el remplazo de las boquillas es relativamente largo, las boquillas deben ser desoldadas una a una, pudiendo la zona de soldadura encontrarse bajo un revestimiento de protección, que es necesario retirar previamente. Además, de manera regular, el número de boquillas por reemplazar es tal que el reemplazo del sistema de distribución completo es a menudo anticipado con el fin de acortar los trabajos de mantenimiento y la duración de inactividad de la unidad. El documento WO00/12206 describe un elemento de inyección de gas que comprende un elemento interno metálico.

Por tanto, existe una necesidad de limitar y reducir el mantenimiento de los sistemas de inyección de gas sometidos a diversos procesos erosivos.

Para este efecto, el objeto de la invención se refiere a un elemento de inyección de gas para un sistema de distribución de gas en el interior de un recinto de una unidad de craqueo catalítico fluido, comprendiendo el dicho elemento de inyección un paso que lo atraviesa de un lado a otro y que se extiende siguiendo una dirección longitudinal,

caracterizado porque comprende:

- un elemento interno metálico, cuya superficie interna define una parte del paso pasante siguiendo la dirección longitudinal,

- un manguito hueco metálico, que recibe un extremo del elemento interno y se fija al mismo,

- un soporte hueco metálico que presenta una superficie interna que define el resto del paso pasante siguiendo la dirección longitudinal, estando además el dicho manguito fijado a un extremo del soporte.

El elemento interno metálico del elemento de inyección forma especialmente una boquilla.

La disposición del elemento de inyección de la invención presenta numerosas ventajas. Es especialmente posible realizar un elemento interno metálico (formando una boquilla) específico para cada utilización sin modificar el soporte, incluso el manguito. También es posible realizar fácilmente y de manera económica en grandes cantidades el elemento interno metálico y su manguito. Finalmente, el conjunto de elemento interno metálico y manguito puede ser montado de manera rápida y fácilmente en el soporte o desmontarse del mismo.

Ventajosamente, el manguito puede apoyarse contra el extremo del soporte al cual está fijado siguiendo la dicha dirección longitudinal. En otras palabras, el manguito está montado a tope contra el soporte siguiendo la dirección longitudinal. Esto puede facilitar su montaje en el soporte.

Además, se puede disponer una holgura predeterminada entre un extremo del elemento interno proximal del soporte y este último siguiendo la dicha dirección longitudinal. Esto puede limitar la introducción de tensiones mecánicas adicionales y no controladas, especialmente al nivel de una zona de soldadura entre el manguito y el elemento interno, cuando esta soldadura está presente.

El elemento de inyección de gas puede comprender al menos una de las siguientes características:

- el manguito está zunchado sobre el elemento interno,

- el manguito está soldado al elemento interno,

- el manguito está soldado al soporte.

Por tanto, el manguito puede ser zunchado únicamente en el elemento interno.

Cuando el manguito está soldado al elemento interno, esta soldadura puede servir para la solidarización de estas partes, a la estanqueidad al gas, o a las dos.

Especialmente, el manguito puede ser simultáneamente zunchado sobre el elemento interno y soldado a este último, para un mejor mantenimiento del elemento interno y/o una mejor estanqueidad.

Según las aplicaciones, el soporte, el manguito y el elemento interno pueden ser realizados con materiales idénticos o similares, estando cada uno de ellos de preferencia realizado en una sola pieza. Sin embargo, cuando una de las partes del elemento de inyección es susceptible de ser sometida a condiciones más severas, puede ser preferible prever diferentes materiales para al menos una parte de los elementos o para todos los elementos.

Ventajosamente, el soporte y el manguito pueden ser constituidos del mismo material metálico. Esto puede facilitar su fijación por soldadura y no complicar las operaciones de remplazo «in situ» en el mantenimiento. Este material metálico puede ser elegido especialmente entre las aleaciones a base de hierro, especialmente los aceros inoxidables resistentes a alta temperatura.

El material que constituye el elemento interno puede ventajosamente ser diferente del material que constituye el soporte y/o el manguito. Este material metálico puede ser elegido especialmente entre las aleaciones a base de cobalto, especialmente las aleaciones resistentes a alta temperatura.

La realización en varias partes del elemento de inyección de gas permite modificar cada parte de manera independiente entre sí, siempre que sea posible su ensamblaje, reduciendo así los costes de fabricación y los costes de mantenimiento durante modificaciones menores.

Por tanto, un extremo del soporte opuesto al elemento interno puede presentar una abertura, cuya sección transversal tiene una superficie inferior o igual a la superficie de la sección transversal de la parte del paso definida por el soporte. En particular, las dimensiones de esta abertura pueden ser elegidas con base en las dimensiones del extremo del paso situado del lado del elemento interno. Por tanto, es posible elegir las dimensiones de la abertura con base en las propiedades hidrodinámicas buscadas para el elemento de inyección de gas. También se puede buscar una matriz de los efectos de chorro. Por tanto, esta configuración permite la introducción de formas geométricas complejas (que pueden ser obtenidas simplemente por fundición de precisión o moldeado a la cera perdida) y específicamente diseñadas para combatir los efectos de erosión (acciones sobre las formas, velocidades y efectos de chorros a la eyección de las boquillas). Los resultados teóricos pueden, especialmente, ser verificados fácilmente mediante introducción de algunas boquillas de prueba comparativas en el sistema de inyección.

El extremo del soporte fijado al manguito puede formar un collarín que sobresale del soporte siguiendo una dirección transversal a la dirección longitudinal. Esto puede facilitar el montaje del elemento de inyección en el sistema de distribución de gas al cual está destinado.

Especialmente, el collarín puede definir un alojamiento que recibe el manguito en una parte de su longitud siguiendo la dirección longitudinal, lo que puede facilitar el montaje del manguito sobre el soporte. De preferencia, el alojamiento presenta una forma complementaria del manguito. Cabe señalar que el extremo del soporte fijado al manguito puede definir un alojamiento tal como se describe anteriormente, incluso en ausencia del collarín.

Como variante o en combinación, la dimensión del collarín, siguiendo la dirección longitudinal, puede ser predeterminada. Esta altura puede corresponder, por ejemplo, a la altura de un revestimiento de protección destinado a recubrir una cara de un sistema de distribución de gas que recibe el elemento de inyección. Por tanto, la fijación y la separación del manguito y del elemento interno, pueden ser realizadas sin tener que retirar el revestimiento.

En general, puede ser preferible que la sección transversal del paso pasante no varíe bruscamente entre el soporte y el elemento interno. Por tanto, una evolución progresiva podrá eventualmente ser buscada.

En un modo de realización, el elemento de inyección puede incluir un paso pasante de sección constante en toda su longitud siguiendo la dirección longitudinal.

Sin embargo, se pueden prever otras formas de paso pasante.

Por tanto, el paso pasante del elemento de inyección puede comprender, una parte divergente que se ensancha en la dirección del extremo del elemento interno distante del soporte siguiendo la dirección longitudinal.

El resto del paso pasante puede entonces presentar una sección constante de forma y de superficie idénticas a la forma y a la superficie de la sección transversal de la superficie más pequeña de la parte divergente.

Ventajosamente, la parte divergente puede corresponder a la parte del paso pasante definida por el elemento interno, lo que puede permitir facilitar su realización.

Como variante, el paso pasante puede ser divergente en toda su longitud.

También es posible realizar elementos internos que presenten formas particulares del lado de su extremo opuesto al soporte.

Por tanto, un borde del elemento interno opuesto al soporte puede presentar una sección transversal, cuyo contorno comprende al menos tres segmentos elegidos entre un segmento rectilíneo y un segmento curvo. Este borde puede definir especialmente un reborde que sobresale transversalmente de la superficie externa del elemento interno. Con el fin de facilitar la fabricación, el manguito puede ser un cuerpo de revolución, especialmente un cilindro, que presenta un eje de revolución confundido o paralelo a un eje longitudinal del paso pasante, estando entonces, al menos una parte de una superficie externa del elemento interno fijada al manguito de manera complementaria al manguito. El elemento interno también puede o no ser un cuerpo de revolución. Puede presentar, especialmente, una superficie externa de revolución y una superficie interna que no sea una superficie de revolución.

Ventajosamente, el soporte también puede ser un cuerpo de revolución, que presenta especialmente una o más partes cilíndricas.

La invención también se refiere a un sistema de distribución de gas en el interior de un recinto de una unidad de craqueo catalítico fluido, comprendiendo el dicho sistema de distribución al menos una pared de soporte perforada con al menos un orificio y definiendo al menos una parte de una cavidad, teniendo la pared de soporte una primera cara destinada a estar en contacto con un gas contenido en esta cavidad, y una segunda cara, opuesta a la primera cara.

A título de ejemplo, esta pared de soporte puede ser una rejilla, una placa perforada o definir un tubo, especialmente un tubo curvado y cerrado sobre el mismo en la forma de toro o aún más definir varios tubos que se entrecruzan («pipe grid» o rastrillo de aire).

Según la invención, el sistema de distribución comprende al menos un elemento de inyección tal como el descrito anteriormente, estando el elemento de inyección solidarizado a la pared de soporte, al nivel del orificio, de modo que el gas procedente de la cavidad pueda circular a través de la pared de soporte hacia la segunda cara del mismo a través del paso del elemento interno y del soporte.

Ventajosamente, el soporte puede ser insertado en el orificio y solidarizado a la pared de soporte, el elemento interno que sobresalga de la segunda cara de la dicha pared de soporte.

Como variante o en combinación, el soporte, cuando presenta un collarín, puede ser posicionado de modo que el collarín sea situado del lado de la segunda cara de la dicha pared de soporte.

Cabe señalar que las dimensiones del collarín pueden ser elegidas de manera que quede nivelado con un revestimiento de protección situado del lado de la segunda cara, siendo este revestimiento de protección de la misma altura que el collarín siguiendo una dirección perpendicular a la pared de soporte.

La invención se describe ahora con referencia a los dibujos adjuntos, no limitativos, en los cuales:

- la Figura 1 ilustra una representación esquemática en sección de un recinto que comprende un sistema de distribución de gas según un modo de realización;

- la Figura 2 ilustra una representación esquemática parcial en sección longitudinal de un elemento de inyección según un modo de realización;

- las figuras 2a, 2b ilustran, en sección longitudinal, los diferentes modos de realización de la unión entre el soporte y el elemento interno del elemento de inyección de la Figura 2;

- la Figura 3 ilustra una representación esquemática en sección longitudinal de un elemento de inyección según otro modo de realización;

- las Figuras 4a-4e representan parcialmente, en sección longitudinal, variantes del borde del elemento interno opuesto al soporte;

- la Figura 5 representa una vista en sección transversal de un elemento interno según un modo de realización particular;

- la Figura 6 ilustra parcialmente una representación esquemática en sección de un recinto que comprende un sistema de distribución de gas según otro modo de realización;

- la Figura 7 es una vista en sección transversal del recinto representado en la Figura 6;

- la Figura 8 es una vista en sección según la línea A-A de la Figura 7;

- la Figura 9 ilustra parcialmente una representación esquemática en sección de un recinto que comprende un sistema de distribución de gas según otro modo de realización;

- la Figura 10 es una vista en sección transversal del recinto representado en la Figura 9;

- la Figura 11 es una vista en sección según la línea A-A de la Figura 10.

La Figura 1 representa parcialmente un recinto 100 que hace parte de una unidad de craqueo catalítico fluido FCC no representada en su totalidad. El recinto representado es aquí un recinto de un regenerador, en el cual se efectúa la combustión de coque depositado sobre un catalizador procedente de un reactor de la unidad FCC (no representada). El catalizador en el recinto 100 forma un lecho 102 fluidizado.

Un sistema 1 de distribución permite inyectar aire en este lecho 102 catalítico fluidizado y, por lo tanto, el oxígeno necesario para la combustión del coque.

Este sistema 1 de distribución comprende una pared de soporte, aquí una placa 11 perforada, que ocupa la totalidad de una sección del recinto 100, y que soporta el lecho 102 fluidizado. Por tanto, esta placa define con las paredes de fondo del recinto una cavidad 103 de aire. Un conducto 104 que se abre sobre esta cavidad 103 permite proporcionar aire bajo presión.

Por tanto, la placa comprende una primera cara 105 en contacto con el aire de la cavidad 103 y una segunda cara 106 en contacto con el lecho 102 de catalizador fluidizado.

La placa 11 perforada es aquí una placa 11a, sustancialmente plana, especialmente de acero. Puede presentar un revestimiento 11b de protección, por ejemplo, refractario, hecho de un material compuesto (representado en la Figura 2) del lado de la segunda cara 106. Este revestimiento refractario es obtenido, por ejemplo, haciendo verter el hormigón sobre una malla de acero, no representada, por ejemplo, en forma de panal que comprende una pluralidad de alvéolos hexagonales solidarios entre sí por sus lados («hex mesh» en inglés), u otro.

En cada orificio 13 de la placa 11 está montado un elemento 10 de inyección de gas, aquí una boquilla de inyección de aire.

Un modo de realización de este elemento 10 de inyección se describe con referencia a la Figura 2. Comprende un paso 14 que lo atraviesa de un lado a otro siguiendo una dirección X longitudinal. En este ejemplo, la dirección X longitudinal es también un eje de simetría del paso 14 y también del elemento 10 de inyección. El elemento 10 de inyección es solidarizado a la pared 11 de soporte de modo que el gas procedente de la cavidad 103 pueda circulara través de la pared 11 de soporte hacia la segunda cara 106 de la misma a través del paso 14 pasante.

Este elemento 10 de inyección comprende:

- un elemento 20 interno metálico, cuya superficie 22 interna define una parte del paso 14 pasante siguiendo la dirección longitudinal,

- un manguito 30 hueco metálico, que recibe un extremo 20a del elemento 20 interno y se fija al mismo,

- un soporte 40 hueco metálico que presenta una superficie 42 interna que define el resto del paso 14 pasante siguiendo la dirección X longitudinal, estando además el manguito 30 fijado a un extremo 40a del soporte 40.

Ventajosamente, el elemento 10 de inyección no comprende otro elemento, como en el presente ejemplo.

En el ejemplo representado, el manguito 30 está zunchado sobre el elemento 20 interno. Además, el manguito 30 está por un lado soldado al elemento 20 interno por una soldadura 35, y por otro lado soldado al soporte 40 por una soldadura 36.

Por tanto, en el ejemplo, el elemento 20 interno comprende una superficie 22 interna, la cual define el paso 14 pasante en una parte de su longitud, y una superficie 24 externa. El manguito 30 comprende una superficie 32 interna y una superficie 34 externa.

La superficie 32 interna del manguito 30 y la superficie 24 externa del elemento 20 interno presentan, al nivel de los extremos 20a, 30a por solidarizar, formas y dimensiones que permiten su solidarización, especialmente mediante zunchado. En este ejemplo, estas superficies son superficies de forma complementaria. Se trata especialmente de superficies de revolución, aquí cilíndricas, que presentan un eje de revolución confundido o paralelo, aquí confundido, con el eje X.

En este ejemplo, cabe señalar que el elemento 20 interno comprende partes cilíndricas de diferentes dimensiones, el manguito 30 es aquí un simple manguito cilíndrico. Por tanto, estas piezas pueden ser fabricadas fácilmente. La invención no se limita a una forma particular del manguito y del elemento interno, siempre y cuando estas piezas puedan fijarse al menos por soldadura o por zunchado, o a través de las dos técnicas. Se entiende especialmente que la realización de estas piezas es más fácil cuando se trata de cuerpos de revolución.

Cabe señalar igualmente que el manguito 30 rodea al elemento 20 interno solo en una parte de su longitud. Esto puede limitar una erosión del manguito 30, estando esta erosión de manera habitual observada principalmente al nivel de los extremos de los elementos de inyección, es decir, al nivel del extremo libre del elemento 20 interno.

El hecho de tener el manguito 30 sobre una longitud limitada del elemento 20 interno, puede permitir tener un solo elemento 20 expuesto a la erosión. Su material puede ser entonces elegido para resistir a la erosión.

El manguito 30 forma la unión entre el material resistente a la erosión (el elemento 20) y el soporte 40 metálico.

Cabe señalar que la solidarización entre las piezas 20 y 30 puede mostrarse complicada: se puede realizar en la fábrica durante la fabricación del elemento de inyección. Por lo tanto, durante los períodos de trabajos, el remplazo de los elementos de inyección se realiza retirando el conjunto 30 20 retirando la soldadura 36 y luego volviendo a colocar un nuevo conjunto 30 20 volviendo a soldar. Estos son trabajos rápidos y fáciles.

Sin embargo, la invención no está limitada por una longitud y una forma particular del manguito 30 y del elemento 20 interno, siempre y cuando se puedan solidarizar entre sí. Especialmente, el manguito puede ser de la misma longitud que el elemento interno. Sin embargo, de preferencia, el manguito puede presentar una longitud más reducida, suficiente para permitir su inserción en el alojamiento del soporte previsto para este efecto y su soldadura al soporte 40. Además, es preferible que la soldadura 36 no esté demasiado cerca de la soldadura 35, cuando esté presente.

Ventajosamente, tal como se representa, la superficie 24 externa y la superficie 34 externa pueden estar en la prolongación una a otra después de la solidarización del manguito 30 al elemento 20 interno (véase la Figura 2). Esto puede permitir limitar el desgaste de la superficie externa del conjunto «elemento interno manguito». Además, una tal disposición es muy adecuada para la realización de la soldadura 35. Sin embargo, se puede prever un espacio entre las dos superficies externas que es llenado por la soldadura 35 que solidariza las dos piezas.

El material que constituye el manguito 30 puede ser una aleación a base de hierro, especialmente un acero inoxidable. El material que constituye el elemento interno puede ser una aleación a base de cobalto, por ejemplo, en stellite®. El soporte 40 también puede ser una aleación a base de hierro, especialmente de acero inoxidable.

De preferencia, cada parte, es decir, el manguito 30, el soporte 40 y el elemento 20 interno, es realizada de una sola pieza independientemente de las otras.

Cabe señalar que, en el ejemplo representado, el manguito 30, más precisamente su extremo 30a, se apoya contra una superficie del extremo 40a del soporte 40 al cual está fijado, siguiendo la dirección X longitudinal (véase la zona ampliada de la Figura 2). Además, se dispone una holgura j predeterminada entre el extremo 20a del elemento 20 interno proximal del soporte 40 y este último siguiendo la dirección X longitudinal.

Tal como es visible en la ampliación de la Figura 2, esta holgura j puede ser obtenida utilizando un manguito 30 cuyo extremo 30a sobresale del elemento 20 interno en la dirección del soporte 40. El extremo 30a se apoya entonces contra una superficie 45 del extremo 40a del soporte 40.

Como variante, esta holgura j puede ser obtenida por una forma adecuada del soporte 40, una superficie 45 del mismo que se extiende, por ejemplo, de manera perpendicular a la dirección X longitudinal y que presenta un hombro 46 apoyado contra el extremo 30a del manguito (véase la Figura 2a). Este último no sobresale entonces del elemento 20 interno siguiendo la dirección X longitudinal.

Así como, el extremo 30a del manguito puede presentar un reborde 30b que se extiende entre el elemento 20 interno (el extremo 20a del mismo) y el soporte 40 (la superficie 45 del mismo) (véase la Figura 2b).

También se podría considerar que esta holgura sea obtenida por inserción de una pieza distinta (no representada) entre el soporte 40 y el manguito 30, pudiendo esta pieza distinta extenderse eventualmente entre una parte del elemento interno cercana del manguito y el soporte.

El soporte 40 representado en la Figura 2 comprende un extremo 40a en forma de collarín que sobresale del soporte 40, especialmente de su superficie 44 externa, siguiendo una dirección transversal a la dirección longitudinal, aquí, siguiendo una dirección perpendicular a esta última. En la presente descripción, la referencia 40a designa de manera indiferente el collarín y el extremo del soporte 40 fijado al manguito.

En este ejemplo, el soporte 40 también es un cuerpo de revolución. Aquí está formado por dos partes cilíndricas de diferentes diámetros.

Este extremo 40a en forma de collarín define además un alojamiento 48 que recibe el manguito 30 en una parte de su longitud siguiendo la dirección longitudinal. Este alojamiento 48 recibe aquí el extremo 30a del manguito. Cabe señalar que el alojamiento 48 presenta una forma complementaria del extremo 30a que debe recibir.

Por tanto, se entiende que la superficie 45 antes mencionada forma el fondo del alojamiento 48, el cual puede, por tanto, presentar zonas de diferentes profundidades con el fin de disponer la holgura j, tal como se describe con referencia a la Figura 2a.

La dimensión siguiendo la dirección X longitudinal del extremo en forma de collarín 40a corresponde aquí a la altura del revestimiento 11b refractario que recubre la placa 11a de acero. Por tanto, cuando el elemento 10 de inyección se inserta en un orificio 13, su collarín 40a viene en apoyo contra la placa 11a, del lado de la segunda cara 106 del sistema de inyección de gas. El soporte 40 es entonces soldado a la placa 11a mediante una soldadura 43. El revestimiento 11b de protección se puede aplicar entonces en la placa 11a hasta el borde del collarín 40a (véase la Figura 2). Así, es posible soldar el manguito 30 al soporte 40 (respectivamente desoldar), a pesar de la presencia del revestimiento de protección, permitiendo así el montaje/desmontaje del conjunto de manguito 30 elemento 20 interno para las operaciones de mantenimiento «in situ» dejando el soporte 40 en su lugar.

Como variante o en combinación, el soporte 40 puede ser soldado a la placa 11a mediante una soldadura 43' situada del lado de la cara 105 de la pared 11 de soporte.

En el ejemplo representado en la Figura 2, el elemento 10 de inyección presenta un paso 14 pasante de sección transversal constante en toda la longitud del elemento de inyección (siguiendo la dirección X). Sin embargo, la invención no se limita a esta forma particular, pudiendo el paso pasante presentar una parte divergente, tal como se describe más abajo con referencia a la Figura 3.

En el ejemplo de la Figura 2, la abertura 12 de salida del elemento 10 de inyección, situada al nivel del extremo 20b del elemento interno (extremo distal del soporte 40) presenta así una sección transversal idéntica a la sección del paso 14 pasante.

Cabe señalar además que el extremo 40b del soporte 40, opuesto al elemento 20 interno, presenta una abertura 49 cuya sección transversal tiene una superficie inferior o igual (aquí inferior) a la superficie de la sección transversal del paso 14 definida por el soporte 40 y el elemento 20 interno. A título de ejemplo, para las secciones circulares, el diámetro de la abertura 49 puede representar la mitad del diámetro del paso 14 (el cual corresponde al diámetro de la abertura 12 de la salida del elemento 10 de inyección opuesto de la abertura 49 siguiendo la dirección X longitudinal).

Ahora se describe el modo de realización representado en la Figura 3. Este modo de realización sólo difiere del representado en la Figura 2 por la forma del paso 14 pasante y del extremo 20b del elemento 20 interno. Por tanto, los elementos similares son designados por las mismas referencias.

En este modo de realización, la parte 15 del paso 14 pasante definida por el elemento 20 interno es divergente desde el extremo 20a del elemento 20 interno. En este ejemplo, la superficie 22 interna del elemento 20 interno presenta así una forma troncocónica, cuya dimensión más pequeña está situada del lado del soporte 40. Cabe señalar que las secciones del paso 14 pasante situadas al nivel de los extremos 20a y 40a respectivamente son idénticas con el fin de asegurar una continuidad de la sección transversal del paso 14 siguiendo la dirección longitudinal.

El modo de realización de la Figura 3 presenta el beneficio de reducir la velocidad del gas en la salida de la boquilla de inyección. El efecto Venturi que aspira del catalizador y causa la erosión de la superficie 26 puede entonces ser reducido.

Por tanto, se entiende que es posible modificar una parte del paso interno sin tener que modificar el conjunto del elemento de inyección.

También se puede modificar fácilmente la forma de la abertura 12 de salida del elemento 10 de inyección, es decir, el borde 26 libre del extremo 20b del elemento 20 interno.

Las Figuras 4a a 4e son vistas en sección longitudinal del borde 26 libre de un elemento de inyección según la invención siguiendo diferentes modos de realización.

Por tanto, la Figura 4a representa un borde 26, cuya sección longitudinal presenta un contorno formado por segmentos S1, S2, S3 rectilíneos, especialmente perpendiculares entre sí, como en el modo de realización representado en la Figura 2. Por tanto, los segmentos S1 y S3 están en la prolongación, respectivamente, de las superficies 22, 24 interna y externa.

La Figura 4b representa un borde 26, cuya sección presenta un contorno que comprende tres segmentos S1, S2, S3 rectilíneos, incluidos dos segmentos S1, S2 rectilíneos adyacentes, especialmente perpendiculares, y un segmento S4 curvo, de forma cóncava, cuya concavidad está aquí dirigida hacia el exterior del elemento 10 de inyección y la cual conecta dos segmentos S2 y S3 rectilíneos. Los segmentos S1 y S3 están en la prolongación, respectivamente, de las superficies 22, 24 interna y externa. En una variante no representada, el segmento S2 podría ser eliminado. Además, con o sin el segmento s 2, el segmento S4 curvo podría ser convexo, con convexidad dirigida hacia el exterior.

La Figura 4c representa un borde 26, cuya sección presenta un contorno que comprende dos segmentos S1 y S3 rectilíneos, en la prolongación, respectivamente, de las superficies 22, 24 interna y externa, conectados por un segmento S5 curvo, que presenta partes convexas y una parte cóncava, definiendo este segmento S5 curvo un reborde de forma general redondeada que sobresale de la superficie 24 externa siguiendo una dirección sustancialmente transversal. Este reborde presenta una forma similar a un gancho.

La Figura 4d representa un borde 26, cuya sección presenta un contorno que comprende dos segmentos S1 y S3 rectilíneos, en la prolongación, respectivamente, de las superficies 22, 24 interna y externa, otro segmento S2 rectilíneo adyacente al segmento S1 y que forma un ángulo a con el mismo y un segmento S6 curvo que conecta los segmentos S2 y S3 rectilíneos. Este segmento S6 curvo presenta una convexidad dirigida hacia el exterior del elemento de inyección.

Finalmente, la Figura 4e representa un borde 26 cuya sección presenta un contorno que comprende dos segmentos S1 y S3 rectilíneos, en la prolongación, respectivamente, de las superficies 22, 24 interna y externa, conectados por segmentos S7, S8 curvos y segmentos S9, S10 rectilíneos alternativamente. Los segmentos S7, S8 curvos son convexos de convexidad dirigida hacia el exterior del elemento de inyección. El borde 26 presenta una forma general de reborde redondeado que sobresale de la superficie 24 externa siguiendo una dirección sustancialmente transversal. En una variante no representada, los segmentos S7 y S8 podrían ser rectilíneos.

Por tanto, se entiende que es posible realizar bordes 26 de diversas formas con base en las necesidades.

En el ejemplo descrito con referencia a la Figura 3, el soporte 40 es idéntico al descrito con referencia a la Figura 2, así como el manguito 30. Por tanto, es posible modificar una de las partes del elemento 10 de inyección sin tener que modificar las otras partes. Además, el soporte 40 puede permanecer en posición durante un mantenimiento, siendo solo el manguito y el elemento interno reemplazados. Cuando está presente, el collarín 40a del soporte permite evitar tener que quitar un revestimiento presente alrededor del soporte.

En los ejemplos descritos con referencia a las figuras, la superficie 22 interna del elemento 20 interno es troncocónica o bien, cónica. La invención no se limita a estas formas. Se puede considerar una superficie 22 interna dentada, tal como se representa en sección transversal en la Figura 5, las estrías pueden ser redondeadas (como en la Figura 5) o angulares. Estas estrías pueden extenderse paralelamente al eje X o seguir las líneas helicoidales. La superficie 20 externa del elemento 20 interno permanece, en cuanto a la misma, uniforme. Una tal superficie interna dentada puede entonces estar prevista para el soporte 40, o bien, la profundidad de las estrías puede disminuir desde la salida 12 hasta el extremo 20a, hasta que sea nula (ausencia de estrías) al nivel de este extremo 20a.

Finalmente, cabe señalar que los diferentes modos de realización descritos con referencia a las figuras pueden combinarse.

Las Figuras 6 y 7 representan un sistema 201 de distribución que comprende dos paredes 211 de soporte. Cada pared 211 de soporte está perforada y es de forma tubular. En otras palabras, cada pared 211 de soporte es un tubo hueco perforado que define un volumen interno que forma una cavidad 203 de aire (Figura 8) en el sentido de la invención. Además, cada pared 211 de soporte en forma de tubo hueco está curvada y cerrada sobre sí misma como un toro. Estas paredes 211 de soporte están en comunicación de fluido a través de los tubos 212 huecos de alimentación. El sistema 201 de distribución está situado en la parte inferior del recinto 200, un conducto 204 en comunicación de fluido con los tubos 212 huecos de alimentación y las cavidades 203 de aire proporcionan aire bajo presión.

El sistema 201 de distribución es comúnmente denominado «con anillos», debido a la presencia de dos tubos 211 huecos en forma de anillo. Sin embargo, la invención no se limita a esta forma particular, pudiendo el sistema 201 de distribución incluir un solo anillo de distribución, o más de dos.

Cada pared 211 de soporte comprende una primera cara 205 en contacto con el aire de la cavidad 203 y una segunda cara 206 en contacto con el fluido contenido en el recinto 201.

Cada pared 211 de soporte es aquí un tubo 211a, especialmente de acero. Puede presentar un revestimiento 211b de protección, por ejemplo, refractario, hecho de material compuesto (representado en la Figura 8) del lado de la segunda cara 206. Este revestimiento refractario es del mismo tipo que el descrito anteriormente.

En cada orificio 213 de una pared 211 de soporte está montado un elemento 10 de inyección de gas, aquí una boquilla de inyección de aire del tipo descrito anteriormente con referencia a las Figuras 2-5. Cabe señalar que pueden ser previstas las boquillas 10 de diferentes dimensiones.

Las Figuras 9 y 10 representan un sistema 301 de distribución que comprende una pluralidad de paredes 311 de soporte. Cada pared 311 de soporte está perforada y es de forma tubular. En otras palabras, cada pared 311 de soporte es un tubo hueco perforado que define un volumen interno que forma una cavidad 303 de aire en el sentido de la invención. Las paredes 311 de soporte se entrecruzan como un rastrillo (Figura 10). Estas paredes 311 de soporte están en comunicación de fluido a través de los tubos 312 huecos de alimentación. El sistema 301 de distribución está situado en la parte inferior del recinto 300, un conducto 304 en comunicación de fluido con los tubos 312 huecos de alimentación y las cavidades 303 de aire proporcionan aire bajo presión.

El sistema 301 de distribución es comúnmente denominado «pipe grid» o rastrillo de aire, debido a la disposición de los tubos 311 huecos siguiendo una rejilla que se extiende en un mismo plano sustancialmente horizontal (Figuras 9 y 10).

Cada pared 311 de soporte comprende una primera cara 305 en contacto con el aire de la cavidad 303 y una segunda cara 306 en contacto con el fluido contenido en el recinto 301.

Cada pared 311 de soporte es aquí un tubo 311a, especialmente de acero. Puede presentar un revestimiento 311b de protección, por ejemplo, refractario, de material compuesto (representado en la Figura 11) del lado de la segunda cara 306. Este revestimiento refractario es del mismo tipo que el descrito anteriormente.

En cada orificio 313 de una pared 311 de soporte está montado un elemento 10 de inyección de gas, aquí una boquilla de inyección de aire del tipo descrito con referencia a las Figuras 2-5.

El elemento de inyección de gas ha sido descrito con referencia a un sistema de distribución de aire en un regenerador de unidad FCC. La invención no se limita a este modo de realización, el sistema de distribución de gas también podría ser un sistema de distribución de vapor al nivel de una zona de separación de aire de un reactor de una unidad FCC, o cualquier otro elemento de inyección de gas o vapor de una unidad FCC.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Elemento (10) de inyección de gas para un sistema (1) de distribución de gas en el interior de un recinto de una unidad de craqueo catalítico fluido, comprendiendo dicho elemento de inyección un paso (14) que lo atraviesa de lado a lado y se extiende siguiendo una dirección (X) longitudinal,

caracterizado porque comprende:

- un elemento (20) interno metálico cuya superficie (22) interna define una parte del paso (14) que lo atraviesa siguiendo la dirección (X) longitudinal,

- un manguito (30) hueco metálico, que recibe un extremo (20a) del elemento (20) interno y se fija al mismo, - un soporte (40) hueco metálico que presenta una superficie (42) interna que define el resto del paso que lo atraviesa siguiendo la dirección (X) longitudinal, estando además dicho manguito fijado a un extremo del soporte (40).

2. Elemento (10) de inyección de gas según la reivindicación 1, caracterizado porque el manguito se apoya contra el extremo del soporte (40) al cual está fijado siguiendo dicha dirección (X) longitudinal.

3. Elemento (10) de inyección de gas según la reivindicación 2, caracterizado porque se proporciona una holgura predeterminada entre un extremo del elemento interno proximal del soporte (40) y este último siguiendo dicha dirección (X) longitudinal.

4. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende al menos una de las siguientes características:

- el manguito (30) está zunchado sobre el elemento (20) interno,

- el manguito (30) está soldado al elemento (20) interno,

- el manguito (30) está soldado al soporte (40).

5. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material metálico que constituye el elemento (20) interno es diferente del material metálico que constituye el manguito (30) y/o del material metálico que constituye el soporte (40).

6. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque un extremo (40b) del soporte (40) opuesto al elemento (20) interno presenta una abertura (49), cuya sección transversal tiene una superficie inferior o igual a la superficie de la sección transversal de la parte del paso (14) definida por el soporte (40).

7. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el extremo (40a) del soporte (40) fijado al manguito (30) forma un collarín que sobresale del soporte (40) siguiendo una dirección transversal a la dirección (X) longitudinal.

8. Elemento (10) de inyección de gas según la reivindicación 7, caracterizado porque el collarín comprende al menos una de las siguientes características:

- el collarín (40a) define un alojamiento (48) que recibe el manguito (30) en una parte de su longitud siguiendo la dirección (X) longitudinal,

- la dimensión del collarín (40a) según la dirección (X) longitudinal está predeterminada.

9. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el paso (14) que lo atraviesa comprende una parte (15) divergente que se ensancha en dirección del extremo (20b) del elemento (20) interno distante del soporte (40) según la dirección (X) longitudinal.

10. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque un borde (26) del elemento (20) interno opuesto al soporte (40) presenta una sección transversal cuyo contorno comprende al menos tres segmentos (SI-S10) elegidos entre un segmento (S1-S3, S9, S10) rectilíneo y un segmento (S4-S8) curvo.

11. Elemento (10) de inyección de gas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el manguito (30) es un cuerpo de revolución, especialmente un cilindro, que presenta un eje de revolución coincidente o paralelo a un eje (X) longitudinal del paso (14) que lo atraviesa, estando al menos una parte de una superficie (24) externa del elemento (20) interno fijada al manguito de forma complementaria al manguito.

12. Sistema (1,201, 301) de distribución de gas en el interior de un recinto (100, 200, 300) de una unidad de craqueo catalítico fluido, comprendiendo dicho sistema de distribución al menos una pared (11,211, 311) de soporte perforada con al menos un orificio (13, 213, 313) y definiendo al menos una parte de una cavidad (103, 203, 303), teniendo la pared (11, 211, 311) de soporte una primera cara (105, 205, 305) destinada a estar en contacto con un gas contenido en esta cavidad, y una segunda cara (106, 206, 306), opuesta a la primera cara,

caracterizado porque comprende al menos un elemento (10) de inyección según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, estando el soporte del elemento (10) de inyección solidarizado a la pared (11, 211, 311) de soporte, al nivel del orificio (13, 213, 313), de modo que el gas procedente de la cavidad (103) pueda circular a través de la pared (11, 211, 311) de soporte hacia la segunda cara (106, 206, 306) de la misma a través del paso (14) del elemento (20) interno y del soporte (40).

13. Sistema (1,201,301) de distribución de gas según la reivindicación 12, caracterizado porque el soporte (40) es insertado en el orificio y solidarizado a la pared (11, 211, 311) de soporte, sobresaliendo el elemento (20) interno de la segunda cara (106, 206, 306) de dicha pared (11, 211, 311) de soporte.

14. Sistema (1, 201, 301) de distribución de gas según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque el soporte presenta un collarín (40a), este se sitúa del lado de la segunda cara (106, 206, 306) de la dicha pared (11, 211, 311) de soporte.